CN212425704U - 一种施工现场工艺水制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种施工现场工艺水制备装置。包括混凝反应箱和曝气箱，两者内腔的上部贯通连接；混凝反应箱包括混凝箱体，在混凝箱体内设有涡流反应器；曝气箱包括曝气箱体，在曝气箱体的底部设有带有曝气孔的曝气管，在曝气箱体内腔的中下部还设有膜分离器；还包括用于获取源水的潜水泵、由药剂箱和加药泵构成的加药组件以及管道混合器，潜水泵和加药泵两者的出口均通过管路连接至管道混合器的入口，管道混合器的出口连接至涡流反应器的入口；还包括气泵，曝气管的外端与气泵的出口连接；还包括离心泵，离心泵的入口通过管路连接至膜分离器的出口，在离心泵的出口上连接有供水管。本实用新型结构紧凑、便于转移移动、实现自动化处理。

Description

一种施工现场工艺水制备装置

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，尤其涉及一种施工现场工艺水制备装置。

背景技术

在环保疏浚施工工程中，底泥脱水及余水净化是施工的重要环节，这两个工艺单元中都需要调理药剂的配置，通过配置并施用药剂，完成底泥脱水后的余水净化处理。通常情况下，由于施工现场比较偏僻，没有市政给水，配药工艺水皆来源于就近的湖水或河水。由于湖水/河水等的水质通常较差，用于配药时，本身会消耗药剂成分或产生其它化学反应，影响药剂施用后的处理效果。

因此，在配置药剂前需要进行工艺水的获取及前置处理，提升工艺水的水质条件，降低源水中的污染物含量，处理得到用于现场配药的工艺用水，提高现场药剂的利用率及处理效果。

现有的水处理系统通常结构复杂，不易于在现场进行布置。考虑到在当前项目工程完工之后还需要对上述工艺水处理系统进行移位，即转移到下一项目现场使用，因此对水处理装置/系统的结构紧凑性以及转移输送的便利性也提出了较高的要求。因此，需要对工艺水处理的装置/系统进行结构上的优化设计，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构紧凑、便于转移移动、实现自动化处理的施工现场工艺水制备装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种施工现场工艺水制备装置包括混凝反应箱和曝气箱，两者内腔的上部贯通连接；混凝反应箱包括混凝箱体，在混凝箱体内设有涡流反应器；曝气箱包括曝气箱体，在曝气箱体的底部设有带有曝气孔的曝气管，在曝气箱体内腔的中下部还设有膜分离器；还包括用于获取源水的潜水泵、由药剂箱和加药泵构成的加药组件以及管道混合器，潜水泵和加药泵两者的出口均通过管路连接至管道混合器的入口，管道混合器的出口连接至涡流反应器的入口；还包括气泵，曝气管的外端与气泵的出口连接；还包括离心泵，离心泵的入口通过管路连接至膜分离器的出口，在离心泵的出口上连接有供水管。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种结构设计紧凑合理的施工现场工艺水制备装置，与现有的水处理装置/系统相比，本实用新型中通过设置加药组件和管道混合器，令药剂与源水充分混合，通过设置混凝反应箱和曝气箱，实现了对源水进行混凝反应和曝气处理，在混凝反应箱中完成混凝沉淀处理，在曝气箱中通过曝气处理避免出现厌氧环境。通过设置膜分离器，实现了对混凝和曝气处理后的源水进行过滤的处理，最终得到符合现场水质要求的工艺水，采用水质合格的工艺水进行药剂配置时，提高了现场药剂的利用率，保证了对项目工程底泥脱水后的余水进行净化处理的效果。本实用新型中的制备装置整体结构紧凑，占地面积小，便于以整体的方式在工程项目之间转移移动并便于在项目现场进行布置。本实用新型中的制备装置实现了自动式、连续式运转，无需复杂操作，现场人员容易掌握操作。

优选地：膜分离器包括并列设置的第一膜分离器和第二膜分离器，两者的出口同时连接至离心泵的入口；在第一膜分离器和第二膜分离器两者的下部各自设有带有曝气孔的曝气管，这两个曝气管连接至气泵。

优选地：气泵包括并列设置的第一气泵和第二气泵；还包括由三个电磁阀构成的曝气电磁阀组，其中一个电磁阀安装在曝气箱体底部的曝气管上，另一个电磁阀安装在第一膜分离器底部的曝气管上，第三各电磁阀安装在第二膜分离器底部的曝气管上；第一气泵和第二气泵两者的出口各自通过管路同时连接至三个电磁阀。

优选地：混凝反应箱的混凝箱体与曝气箱的曝气箱体两者共用箱壁，两者内腔的上部通过开设在共用箱壁上的溢流口贯通。

优选地：涡流反应器包括第一涡流反应器和第二涡流反应器，管道混合器的出口同时连接至两个涡流反应器的入口，在两个涡流反应器的排污口均设有排污管，两个排污管均从混凝箱体的底壁穿出并设有排污电磁阀。

优选地：在混凝反应箱的混凝箱体底部与曝气箱的曝气箱体底部均设有排污管，在排污管上设有排污电磁阀。

优选地：在曝气箱体的顶部设有加炭口。

优选地：在潜水泵与管道混合器之间的管路上设有源水转子流量计，在供水管上设有出水涡轮流量计。

优选地：在曝气箱体的顶部还安装有液位计。

优选地：在供水管上安装有出水电磁阀。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：

1、潜水泵；2、源水转子流量计；3、药剂箱；4、加药泵；5、管道混合器；6、混凝反应箱；7、第一涡流反应器；8、第二涡流反应器；9、液位计；10、加炭口；11、曝气箱；12、第一膜分离器；13、第二膜分离器；14、曝气电磁阀组；15、第一气泵；16、第二气泵；17、离心泵；18、出水电磁阀；19、出水涡轮流量计；20、控制器。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1，本实用新型的施工现场工艺水制备装置混凝反应箱6和曝气箱11，两者内腔的上部贯通连接，源水在混凝反应箱6内完成混凝反应处理后进入曝气箱11内得到曝气处理。

混凝反应箱6包括混凝箱体，在混凝箱体内设有涡流反应器，涡流反应器的作用是加速沉淀过程和提高沉淀效果。

曝气箱11包括曝气箱体，在曝气箱体的底部设有带有曝气孔的曝气管，在曝气箱体内腔的中下部还设有膜分离器。其中，曝气管用于向曝气箱体内曝气，膜分离器用于对曝气箱体内的源水进行过滤，过滤排出后即形成了符合现场要求的工艺用水。

本实施例中，混凝反应箱6的混凝箱体与曝气箱11的曝气箱体两者共用箱壁，两者内腔的上部通过开设在共用箱壁上的溢流口贯通。此种结构设计令混凝反应箱6和曝气箱11两者结合成为一个整体，保证整机结构的紧凑性，同时省去两者之间的连接管路，简化结构，提升运行的可靠性。

在运行的过程中，第一涡流反应器7和第二涡流反应器8两者内部会产生沉淀，定期开启两者排污管上的电磁阀进行排污处理。在运行的过程中，混凝反应箱6的混凝箱体与曝气箱11的曝气箱体两者的底部也会产生沉淀，因此本实施例中，在混凝反应箱6的混凝箱体底部与曝气箱11的曝气箱体底部均设有排污管，在排污管上设有排污电磁阀，定期开启两者排污管上的电磁阀进行排污处理。

还包括用于获取源水的潜水泵1、由药剂箱3和加药泵4构成的加药组件以及管道混合器5，潜水泵1和加药泵4两者的出口均通过管路连接至管道混合器5的入口，管道混合器5的出口连接至涡流反应器的入口。

潜水泵1置于现场水源中，如湖水/河水中，也可以置于现场临时设置的水池中，将源水以一定的压力向管道混合器5输送。药剂箱3中装有预先调配好的混凝药剂，加药泵4将药剂以一定的压力向管道混合器5输送。源水与药剂在管道混合器5内混合之后通过管路输送至涡流反应器，在涡流反应器的作用下，源水中的混凝过程得到加速，沉淀过程也加快了。

本实施例中，涡流反应器包括第一涡流反应器7和第二涡流反应器8，管道混合器5的出口同时连接至两个涡流反应器的入口，在两个涡流反应器的排污口均设有排污管，两个排污管均从混凝箱体的底壁穿出并设有排污电磁阀。设置并列的两个涡流反应器能够保证混有药剂的源水在混凝反应箱6内得到充分处理，涡流反应器为现有市售部件，可以通过市购得到。

具体地，混凝反应箱6的长宽高为L×B×H＝880×630×850mm，有效容积0.47m³，平均水力停留时间为14min。第一涡流反应器7和第二涡流反应器8采用聚乙烯材料制作，涡流反应器有效高度为800mm，单个有效容积0.065m³。

管道混合器5可以选取为静态管道混合器，为市售部件，通过市购获得。

加药泵4可以采用蠕动泵，向源水中投加定量的、调配好的混凝药剂。药剂箱3可以采用容积40L的聚乙烯桶。

还包括气泵，曝气管的外端与气泵的出口连接，气泵用于将外界空气以高压的状态输送进入曝气管，高压空气经由曝气管上的曝气孔排出，实现对上方源水的曝气处理。

上述曝气管起到如下作用：首先，起到搅拌和减缓膜污染的作用，高压空气上升的过程中可以对源水进行搅动，同时令膜分离器表面的污染物脱附，因而在一定程度上避免了膜污染；其次，对整个曝气箱11和两个膜分离器进行充分曝气，减少水力死角和厌氧条件的产生。

膜分离器为现有市售部件，可以通过市购得到。具体地，膜分离器可以采用天津膜天膜技术公司生产的浸没式FP-A1型帘式聚偏氟乙烯中空纤维膜，每个分离器的外壳内部设置10片纤维膜，总过滤面积达到125m²。

进一步地，气泵包括并列设置的第一气泵15和第二气泵16；还包括由三个电磁阀构成的曝气电磁阀组14，其中一个电磁阀安装在曝气箱体底部的曝气管上，另一个电磁阀安装在第一膜分离器12底部的曝气管上，第三各电磁阀安装在第二膜分离器13底部的曝气管上；第一气泵15和第二气泵16两者的出口各自通过管路同时连接至三个电磁阀。

这样，通过控制曝气电磁阀组14的三个电磁阀的开关，就实现了对曝气方式的控制调节，也能够对曝气的程度、曝气压力进行控制调节，如关闭其中两个电磁阀并开启两个气泵时，两个气泵输出的高压空气同时输送给一个曝气管，则这个曝气管内的空气压力以及气流流量提升，当打开三个电磁阀时，三个曝气管中的气流流量以及压力近似相同。

还包括离心泵17，离心泵17的入口通过管路连接至膜分离器的出口，在离心泵17的出口上连接有供水管。离心泵17为经过混凝沉淀、曝气和过滤处理的合格工艺用水提供流动的动力，最终工艺用水通过供水管输出，供现场配置药剂以及其它活动取用。

本实施例中，膜分离器包括并列设置的第一膜分离器12和第二膜分离器13，两者的出口同时连接至离心泵17的入口；在第一膜分离器12和第二膜分离器13两者的下部各自设有带有曝气孔的曝气管，这两个曝气管连接至气泵。气泵将外界的空气以高压的状态输送进入这两个曝气管，高压空气经由这两个曝气管上的曝气孔排出，实现对上方源水的曝气处理。

本实施例中，在曝气箱体的顶部设有加炭口10，在源水水质较差时，可以通过加炭口10向曝气箱体11内加入粉末活性炭(PAC)来提高对源水的处理效果。

本实施例中，在潜水泵1与管道混合器5之间的管路上设有源水转子流量计2，在供水管上设有出水涡轮流量计19，分别用于计量两个管路上的水流流量。

本实施例中，在曝气箱体的顶部还安装有液位计9，液位计9用于计量曝气箱体内的液位高度。具体地，液位计9包括一个基座，在基座的底部设有长度不同的多个电极，通过各电极的导电情况实现对液位高度的判断。

本实施例中，在供水管上安装有出水电磁阀18，出水电磁阀18用于对供水管的通断进行控制，也就实现了对是否供水的控制。

如图中所示，还包括一个控制器20，潜水泵1、加药泵4、曝气电磁阀组14的各电磁阀、第一气泵15和第二气泵16、液位计9、出水电磁阀18、出水涡轮流量计19、离心泵17均与控制器20电连接，控制器20控制各部件按照设定规则动作。

工作过程：

将本制备装置布置在项目现场，在药剂箱3内加入调配好的混凝药剂；

将潜水泵1置入水源中(湖水/河水/水池中)，控制器20控制潜水泵1和加药泵4动作，源水和药剂同时输送至管道混合器5，在管道混合器5内充分混合后，进入第一涡流反应器7和第二涡流反应器8，从顶部的敞口溢出，加速混凝沉淀过程；混凝反应箱6的混凝箱体内的源水液位高度到达箱壁上的溢流口之后，上层清液溢流进入曝气箱11的曝气箱体；

当液位计9检测到液位高度到达设定高度时，控制器20指令两个气泵以及曝气电磁阀组14的各电磁阀开启，实现对内部源水的曝气处理；

一定时间后控制器20指令离心泵17动作，曝气箱体内的源水经两个膜分离器的过滤后输出，形成了工艺用水；离心泵17受控制器20控制动作，根据出水涡轮流量计19的返回信号，通过变频器实现对出水的恒流量出水控制，处理后出水浊度为0.06～0.6NTU，COD_Mn3mg/L左右，有效提高了工艺水的水质，提高药剂的处理效果。

本实用新型的优点：

(1)满足现场的用地要求，占地小，与现有的底泥及余水处理工艺相衔接，投入后可马上使用；

(2)工艺水制备装置需要操作简便，自动化程度高，工人经简单培训后便可进行操作控制；

(3)工艺水制备装置要满足可移动性的要求，运输方便，在此工程应用完后，还可以应用于其它工程现场。

Claims (10)

1.一种施工现场工艺水制备装置，其特征是：包括混凝反应箱(6)和曝气箱(11)，两者内腔的上部贯通连接；混凝反应箱(6)包括混凝箱体，在混凝箱体内设有涡流反应器；曝气箱(11)包括曝气箱体，在曝气箱体的底部设有带有曝气孔的曝气管，在曝气箱体内腔的中下部还设有膜分离器；还包括用于获取源水的潜水泵(1)、由药剂箱(3)和加药泵(4)构成的加药组件以及管道混合器(5)，潜水泵(1)和加药泵(4)两者的出口均通过管路连接至管道混合器(5)的入口，管道混合器(5)的出口连接至涡流反应器的入口；还包括气泵，曝气管的外端与气泵的出口连接；还包括离心泵(17)，离心泵(17)的入口通过管路连接至膜分离器的出口，在离心泵(17)的出口上连接有供水管。

2.如权利要求1所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：膜分离器包括并列设置的第一膜分离器(12)和第二膜分离器(13)，两者的出口同时连接至离心泵(17)的入口；在第一膜分离器(12)和第二膜分离器(13)两者的下部各自设有带有曝气孔的曝气管，这两个曝气管连接至气泵。

3.如权利要求2所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：气泵包括并列设置的第一气泵(15)和第二气泵(16)；还包括由三个电磁阀构成的曝气电磁阀组(14)，其中一个电磁阀安装在曝气箱体底部的曝气管上，另一个电磁阀安装在第一膜分离器(12)底部的曝气管上，第三各电磁阀安装在第二膜分离器(13)底部的曝气管上；第一气泵(15)和第二气泵(16)两者的出口各自通过管路同时连接至三个电磁阀。

4.如权利要求3所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：混凝反应箱(6)的混凝箱体与曝气箱(11)的曝气箱体两者共用箱壁，两者内腔的上部通过开设在共用箱壁上的溢流口贯通。

5.如权利要求4所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：涡流反应器包括第一涡流反应器(7)和第二涡流反应器(8)，管道混合器(5)的出口同时连接至两个涡流反应器的入口，在两个涡流反应器的排污口均设有排污管，两个排污管均从混凝箱体的底壁穿出并设有排污电磁阀。

6.如权利要求5所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：在混凝反应箱(6)的混凝箱体底部与曝气箱(11)的曝气箱体底部均设有排污管，在排污管上设有排污电磁阀。

7.如权利要求6所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：在曝气箱体的顶部设有加炭口(10)。

8.如权利要求7所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：在潜水泵(1)与管道混合器(5)之间的管路上设有源水转子流量计(2)，在供水管上设有出水涡轮流量计(19)。

9.如权利要求8所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：在曝气箱体的顶部还安装有液位计(9)。

10.如权利要求9所述的施工现场工艺水制备装置，其特征是：在供水管上安装有出水电磁阀(18)。

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